Для чего нужна высокая частота процессора. Что такое тактовая частота процессора (CPU)? Выбор подходящего процессора

Утверждение:

Чем выше тактовая частота процессора, тем выше его производительность.

Скорость работы процессоров всегда сравнивали на основе их ведущей и самой доступной для понимания характеристики - тактовой частоты. Моду на это в 1984 году ввели маркетологи IBM PC, которые утверждали, что процессор Intel 8088 в их компьютере почти в пять раз превосходит по тактовой частоте MOS Technology 6502
из Apple II - а значит, он почти в пять раз быстрее. Той же логике в 90-х следовали Intel и Microsoft, утверждая, что Pentium производительнее PowerPC из компьютеров Apple только потому, что у него выше тактовая частота. После того как в конце 90-х к гонке подключилась AMD, компании пришлось ввести специальную маркировку, которая сопоставляла их процессоры с процессорами Intel. Большинство потребителей были уверены, что тактовая частота - главная характеристика, и Intel, делавшая ставку на её рост, только поддерживала их в этом убеждении.

ДЖОН СПУНЕР

журналист

«После выхода процессоров Pentium III, работающих на частоте до 667 МГц, компания AMD может утратить лидерство. Представленные
в этом месяце процессоры Athlon работают
с максимальной частотой 650 МГц. Но долго лидерство Intel не продлится. Как заявили представители AMD, к концу года они выпустят процессор с частотой 700 МГц».

Почему это не так:

Время, которое занимает выполнение операций, важнее тактовой частоты.

Тактовую частоту корректно сравнивать только
у процессоров одного модельного ряда с одинаковой архитектурой. Хотя частота Intel 8088 и была почти в пять раз выше, чем у MOS Technology 6502, на деле одна и та же операция могла занимать у Intel 8088 больше тактов, из-за чего преимущество в частоте нивелировалось. Так было и
в дальнейшем: сначала Apple, а потом и AMD пытались разоблачить «миф о мегагерцах». В 2006 году к ним наконец присоединилась и Intel, которая достигла предела тактовой частоты на архитектуре, которую тогда использовала в настольных процессорах, и сменила парадигму.

Сегодня число операций, которое выполняет процессор
за один такт, как никогда важнее тактовой частоты. Дело
в том, что чем выше частота, тем выше тепловыделение,
а потому создатели мобильных процессоров делают упор
на оптимизацию, а не сухие цифры. Миф, впрочем, никуда
не исчез, и даже эволюционировал: так, многие начали считать, что скорость работы процессора пропорциональна числу ядер в нём. Да и если назвать обывателю два процессора с разной тактовой частотой, то он всё равно
по инерции выберет тот, у которого больше мегагерц.

Тактовой частотой называют параметр, который измеряется в гигагерцах. Более высокая таковая частота позволяет быстрее обрабатывать данные. Это один из важнейших параметров, на который следует обращать внимание, выбирая процессор.

Не менее важно и число ядер, дело в том, что тактовую частоту на данном этапе развития больше увеличить нельзя, это побудило производить продолжить развитие в направлении параллельных вычислений, выражающемся в увеличении количества ядер. Число ядер информирует о том, какое количество программ можно запустить одновременно, не теряя быстродействие. Однако стоит учитывать, что в случае оптимизации программы под два ядра, то даже при их большем количестве, компьютер не сможет их полноценно использовать.

Кэш и частота шины процессоров

Частота шины демонстрирует скорость передачи входящей и исходящей из процессора информации. Чем больше этот показатель, тем обмен информацией происходит быстрее, в качестве единиц измерения здесь выступают гигагерцы. Большую значимость имеет кэш процессора, представляющий собой высокоскоростной блок памяти. Он располагается непосредственно на ядре и служит для повышения производительности, так как в нём данные обрабатываются со значительно большей скоростью, чем в случае с оперативной памятью. Есть три уровня кэш памяти:

L1 – первый уровень самый незначительный по объёму, но наиболее быстрый, его размер варьируется в пределах 8 – 128 Кб.

L2 – второй уровень, намного медленнее первого, но превышает его по объёму, здесь размер варьируется в пределах 128 – 12288 Кб.

L3 – третий уровень, проигрывает в скорости первым двум уровням, но самый объёмный, к слову он и вовсе может отсутствовать, так как предусмотрен для специальных редакций процессоров или серверных решений. Его размер достигает 16384 Кб, он может присутствовать в таких процессорах, как Xeon MP, Pentium 4 Extreme Edition или Itanium 2.

Сокет и тепловыделение

Менее значимыми, но от того не теряющими актуальность при выборе процессора являются такие характеристики как сокет и тепловыделение. Сокетом называют разъём, куда устанавливается процессор в материнской плате. По показателям тепловыделения можно определить степень нагревания процессора в ходе работы. Данный показатель измеряют в ватах, и он варьируется в пределах 10 – 165Вт.

Средняя стоимость процессоров на московском рынке Intel Core 2 Duo 5000 р., а AMD Athlon X2 Dual-Core 3000 р., согласно http://price.ru

Табл. 3 Сравнение процессоров

Для работы с графикой важна частота шины и процессора, следовательно, в соответствии с минимальными аппаратными требованиями при выборе между двумя предложенными CPU, опираясь на приведенные выше ключевые характеристики, а также на ценовые качества, я отдаю предпочтение CPU AMD ATHLON II X2 http://www.nix.ru .

В наше время идти в ногу с компьютерными технологиями очень сложно, так как их развитие происходит очень быстро. Вы и не заметите, как компьютер, казалось бы, недавно приобретенный и еще не использовавший даже половины своих ресурсов уже морально устарел. Соответственно, падает производительность компьютера и системные требования уже не соответствуют современным играм и программным продуктам.

Как же действовать, поступать в таких случаях? Приобретать новый системный блок или достаточно будет заменить часть деталей?

Конкретного ответа на этот вопрос вы не найдете, так как каждый случай индивидуален. Где-то достаточно сменить пару комплектующих, а где-то перебрать весь блок, что равноценно приобретению нового.

Для начала определите «слабое звено». Очень важно сделать это правильно, ведь от этого зависят ваши затраты. Скорее всего, его замена и повлияет на характеристики вашего компьютера, повысит его работоспособность и более-менее приблизит к современному уровню.

Выбор подходящего процессора

Чаще всего обновлять персональный компьютер начинают с замены центрального процессора. На вид это небольшая микросхема, которая содержит в себе миллион транзисторов, крепится в разъем материнской платы, именуемый сокетом. Именно это устройство играет очень важную роль. От характеристик процессора зависит производительность всей системы, поскольку он, в первую очередь, отвечает за анализ данных, скорость их обработки.

Замена центрального процессора - ответственный шаг, и, прежде чем на него решиться, хорошо все обдумайте. Изучите подробно характеристики, по которым различаются процессоры. Особое внимание обратите на разъем материнской платы, куда вставляется процессор. Он предназначен только для конкретного типа процессоров. Обновляя свой персональный компьютер посредством замены процессора, прочитайте инструкцию к материнской плате; в ней должны быть описаны модификации, которые она поддерживает. Так же не помешает консультация со специалистом.

Основные характеристики процессора

После того, как вы определили тип процессора, обратите внимание на ряд основных характеристик, отвечающих за производительность. К ним относится количество ядер, тактовая частота, размеры кэша, частота шины и другие показатели.

Давайте разберем данные параметры подробно.

Сегодня число ядер процессора может варьироваться от двух до восьми. Соответственно, чем больше ядер, тем лучше производительность всей системы. При равных прочих параметрах и условиях процессор с меньшим количеством ядер всегда будет уступать.

Такой параметр как тактовая частота влияет на показатель скорости, с которой выполняются процессором вычислительные операции. Единицей измерения является герц (Гц). Чем больше показатель тактовой частоты, тем мощнее процессор. Среднее значение данного параметра для настольных персональных компьютеров находится в промежутке от 2 до 4 гигагерц. Для ноутбуков применяют процессоры с меньшим показателем тактовой частоты, начиная от 1.2 гигагерц. Они не такие мощные, но зато более мобильные. Текущее значение тактовой частоты вы можете посмотреть в панели управления компьютера, зайдя во вкладку система.

Важным элементом является системная шина . Она служит для связи процессора с северным мостом, то есть, по сути, это канал для передачи информации к процессору и обратно. Показатель частоты системной шины влияет на обмен информацией между процессором и различными узлами персонального компьютера: устройствами материнской платы, оперативной памятью, видеопроцессором и другими. Чем больше частота, тем с большей скоростью передаются данные. Единица измерения - мегагерц (МГц). Соответственно, приоритетнее те процессоры, которые поддерживают наиболее высокий показатель частоты, обычно около 1333 мегагерц и выше.

Определяясь с характеристиками процессора, важно знать тип оперативной памяти , установленной именно на вашем компьютере. Существует DDR2, DDR3. Этот параметр важен по той причине, что для достижения максимальной производительности материнская плата тоже должна поддерживать значение тактовой частоты оперативной памяти. Если у вас оперативная память, например, DDR2 с поддержкой частоты шины в 1066 мегагерц, а системная плата воспринимает память только с максимальной частотой в 800 мегагерц, то передача данных к оперативной памяти и обратно будет производиться на частоте именно системной платы.

Следующий параметр - кэш центрального процессора . Необходим для временного хранения ключевых программных данных. Единица измерения - килобайт (КБ) и мегабайт (МБ). От объема кэша зависит количество информации, которая может в нем поместиться, соответственно, чем больше объем, тем меньше времени потребуется для транспортировки данных из оперативной памяти. Этот показатель напрямую влияет на производительность компьютера. Проще говоря, кэш увеличивает личную память процессора, тем самым сокращая количество обращений к системной памяти. При выборе нового процессора уточните у консультанта объемы его кэша (на всех уровнях).

Ценовой диапазон процессоров достаточно обширен. Значение цены зависит как от характеристик, так и от фирмы производителя.

Но не всегда стоит увлекаться процессом поиска наивысших значений частоты и объема кэша. Трезво оцените цели, для которых вы модернизируете компьютер. Это поможет вам сэкономить, ведь для стандартных офисных программ и работы в интернете достаточно средних показателей производительности. Если же речь идет о компьютерных играх последнего поколения или о работе с графическими приложениями, то здесь уже необходим процессор с максимальными значениями тактовой частоты, частоты системной шины, трехуровневым кэшем.

Итак, вы определились с целями, подобрали процессор с нужными характеристиками. Не торопитесь его приобретать! Еще раз напоминаем, уточните у консультанта или на сайте производителя, подойдет ли он по разъему именно к вашей материнской плате и будет ли их совместная работа корректной. Часто необходимо обновление BIOSа.

Не забывайте при модернизации компьютера учитывать его общую конфигурацию, ведь наилучшая производительность достигается от работы системы, а не отдельной детали. Например, вы приобрели достаточно мощный процессор, но вы не добьетесь желаемых результатов, имея малый объем оперативной памяти, слабую сетевую или видеокарту, и наоборот. Поэтому задумайтесь, достигните ли вы высокой скорости обработки данных приобретя дорогостоящий процессор или рациональнее просто заменить старый системные блок на современный.

Готовимся к замене процессора

Если проведя анализ характеристик вашего компьютера, вы пришли к выводу необходимости смены процессора, серьезно отнеслись к его подбору и учли все необходимые нюансы, можно переходить к следующему этапу.

Для начала требуется обесточить системный блок, то есть выключит его из розетки. Далее аккуратно «раздеть», сняв обе крышки, возможно, для этого вам потребуется отвертка. Наверняка данную процедуру ранее вы не проделывали, поэтому первое, что бросится в глаза, - огромное количество пыли. От нее необходимо избавиться с помощью влажной тряпки или пылесоса.

Внимательно изучите ваш новый процессор и все, что к нему прилагается. Обычно стандартная BOX комплектация включает в себя, помимо процессора, заводскую систему охлаждения. К ней относится радиатор и кулер (вентилятор). Это очень удобно, так как детали подобраны производителем для возможности максимального охлаждения.

Приобретая процессор в OEM комплектации, вы сэкономите 300-400 рублей, но сразу появляются дополнительные затраты на охлаждение, да и к тому же могут возникнуть проблемы с установкой. Не стоит крепить к новому процессору систему охлаждения от старого. Замена вентилятора необходима, даже если возраст его предшественника менее года. Так же придется раскошелиться на термопасту, необходимую для обработки поверхности радиатора с целью его безопасной эксплуатации. В любом случае, система охлаждения является неотъемлемой частью, ведь она увеличит срок работоспособности процессора.

Ну вот, теперь вы готовы к установке нового процессора, однако мы еще не избавились от старого. Сначала оцените рабочее пространство. Для обеспечения лучшей видимости и доступности к деталям отсоедините центральный вентилятор, видеокарту и шлейфы, если в этом есть необходимость. Далее извлеките радиатор из креплений материнской платы, избавьтесь от старого кулера. Процессор освобожден. Аккуратно выньте его из сокета. Процедуру избавления от пыли необходимо повторить, но теперь уже именно для разъема, используя мягкую кисть или механизм продувки.

Последовальность замены процессора

Подготовительный этап пройден, приступаем непосредственно к установке. Освободите новый процессор от защитной упаковки. Не торопитесь быстрее «воткнуть» его в разъем, здесь важно совместить указатели. Внимательно присмотритесь, и вы заметите метку В на процессоре, которую необходимо совместить с меткой С на разъеме. В противном случае, возможно повреждение ножек процессора, а иногда и полной гибелью устройства. Если вы боитесь брать на себя такую ответственность, вызовите мастера, это, конечно, снова затраты, но зато есть гарантия. После установки центрального процессора в разъем не забудьте закрыть замки гнезда.

Если в приобретенном вами комплекте имеется радиатор, то поверхность стенки соприкосновения с процессором уже обработана термопастой. Если же радиатор приобретался отдельно, процедуру нанесения термопасты придется выполнить самостоятельно, заранее позаботившись о ее наличии.

Как только процессор установлен и закреплен в разъеме, переходим к установке радиатора и кулера.

Определив все комплектующие системного блока по своим местам, подключите их. Прикрутите или защелкните ранее снятые крышки системного блока, включите его. При необходимости обновите настройки BIOS. Поздравляем, ваш компьютер обновлен!

Из всех технических характеристик процессора наиболее известной среди пользователей является тактовая частота. Но, мало кто из неспециалистов до конца понимает, что это такое. Более подробная информация об этом поможет лучше понимать работу вычислительных систем. Особенно при использовании многоядерных процессоров, имеющих определенные особенности работы, которые далеко не всем известны, но которые следует учитывать при работе компьютера.

В течение длительного времени основные усилия разработчиков были направлены именно на повышение тактовой частоты. Лишь в последнее время наметилась тенденция развития и совершенствования компьютерной архитектуры, увеличения объема кэш памяти, количества ядер процессора. Однако и тактовая частота процессора не остается без внимания.

Что это за параметр — тактовая частота процессора?

Попробуем разобраться, что такое «тактовая частота процессора». Эта величина характеризует количество вычислений, которые процессор может выполнить за одну секунду. Следовательно, процессор с более высокой тактовой частотой обладает и более высокой производительностью, т.е. способен выполнить за определенный промежуток времени большее количество операций.

Большинство современных процессоров имеют тактовую частоту от 1 до 4 ГГц. Эта величина определяется, как произведение базовой частоты и некоторого коэффициента. В частности процессор Intel Core i7 920 имеет собственную тактовую частоту 2660 Гц, которая получается за счет базовой частоты шины 133 МГц и коэффициента 20. Некоторые производители выпускают процессоры, способные разгоняться до большей производительности. Например, Black Edition у AMD и линейка К-серии компании Intel. Стоит отметить, что, не смотря на важность этой характеристики, она не является решающей при выборе компьютера. Тактовая частота лишь частично влияет на производительность процессора.

Одноядерные процессоры практически канули в Лету, и достаточно редко используются в современных вычислительных устройствах. Это вызвано развитием IT-индустрии, прогресс которой не перестает удивлять. Даже у специалистов иногда можно встретить ошибочное мнение о том, как вычислить тактовую частоту процессора с двумя и более ядрами. Распространенным заблуждением является, что тактовую частоту надо умножить на количество ядер. Например, 4-ядерный процессор при тактовой частоте 3 ГГц будет иметь интегрированную частоту 12 ГГц, т.е. 4х3=12. Но это не соответствует истине.

Объясним это на простом примере . Возьмем пешехода, идущего со скоростью 4 км/час – это одноядерный процессор с частотой 4 ГГц. А 4-ядерный процессор с тактовой 4 ГГц – это уже 4 пешехода, идущие с той же скоростью 4 км/час. Ведь в этом случае скорость пешеходов не суммируется, и мы не можем говорить, что они перемещаются со скоростью 16 км/час. Мы просто говорим о том, что четыре пешехода идут вместе со скоростью 4 км/час каждый. Эту же аналогию можно отнести и к многоядерному процессору. Таким образом, можно сказать, что 4-ядерный процессор с тактовой частотой 4 ГГц просто обладает четырьмя ядрами, каждое из которых имеет одну и ту же частоту – 4 ГГц. Из этого следует простой и логичный вывод количество ядер процессор влияет только на его производительность, а не увеличивает суммарную тактовую частоту вычислительного устройства.

CPU – central processing unit, или центральное обрабатывающее устройство. Представляет собой интегральную схему, которая выполняет машинные инструкции. Внешне современный ЦП выглядит как небольшой блок размером около 4-5 см с контактами-ножками на нижней части. Хоть и принято называть этот блок , сама интегральная схема находится внутри этого корпуса и представляет собой кристалл кремния, на который с помощью литографии наносятся электронные компоненты.

Верхняя часть корпуса ЦП служит для отвода тепла, которое образуется в результате работы миллиарда транзисторов. На нижней части расположены контакты, которые нужны для соединения чипа с материнской платой с помощью сокета - определённого разъёма. ЦП - самая производительная часть компьютера.

Тактовая частота как важный параметр работы процессора, и на что она влияет

Производительность процессора принято оценивать по его тактовой частоте. Это количество операций или тактов, которые может произвести ЦП за секунду. По сути, время, за которое процессор обрабатывает информацию. Вся загвоздка заключается в том, что разные архитектуры и устройство ЦП могут выполнять операции за различное количество тактов. То есть, одному ЦП для определённой задачи может понадобиться один такт, а другому - 4. Таким образом, первый может оказаться более эффективным со значением в 200 МГц, против второго с показателем в 600 МГц.

То есть тактовая частота, по сути, не даёт полного определения производительности процессора, что обычно позиционируется многими именно так. Но мы привыкли оценивать её из-за более-менее устоявшихся норм. Например, для современных моделей актуальный разбег в цифрах составляет от 2,5 до 3,7 ГГц, а нередко и выше. Естественно, что чем больше значение, тем лучше. Однако это не означает, что на рынке не существует процессора с меньшей частотой, но работающего гораздо эффективней.

Принцип действия генератора тактовой частоты

Все компоненты ПК работают с разной скоростью. Например, системная шина может быть 100 МГц, ЦП − 2,8 ГГц, а оперативная память - 800 МГц. Базовый показатель для системы задаёт генератор тактовых импульсов.

Чаще всего в современных компьютерах используется программируемая микросхема генерации, которая определяет значение для каждого компонента в отдельности. Принцип действия простейшего генератора тактовых импульсов заключается в вырабатывании электрических импульсов с определённым временным интервалом. Самый наглядный пример использования генератора - электронные часы. С помощью подсчёта тактов формируются секунды, из них − уже минуты и затем часы. О том, что такое Гигагерцы, Мегагерцы и т.д., мы расскажем чуть позже.

Как скорость работы компьютера и ноутбука зависит от тактовой частоты

Частота работы процессора отвечает за количество тактов, которое может выполнить компьютер в одну секунду, что, в свою очередь, отражает производительность. Однако не стоит забывать о том, что разные архитектуры используют различное количество тактов для решения одной задачи. То есть, «меряться показателями» актуально в рамках хотя бы одного класса процессоров.

На что влияет тактовая частота одноядерного процессора в компьютере и ноутбуке

Одноядерные ЦП уже редко где можно встретить в природе. Но для примера их использовать можно. Одно ядро процессора содержит в своём составе как минимум входящее в него арифметико-логическое устройство, набор регистров, пару уровней кэша и сопроцессор.

Частота, с которой все эти компоненты выполняют свои задачи, напрямую влияет на общую производительность ЦП. Но, опять же, при относительно схожей архитектуре и механизме выполнения команд.

На что влияет количество ядер в ноутбуке

Показатели ядер ЦП не складывается. То есть если 4 ядра работают на 2 ГГц, то это не значит, что их общее значение равно 8 ГГц. Потому что задачи в многоядерных архитектурах выполняются параллельно. То есть, определённый набор команд раздаётся ядрам по частям, а после выполнения каждой формируется общий ответ.

Таким образом, определённая задача может быть выполнена быстрее. Вся проблема заключается в том, что не все программные обеспечения умеют работать с несколькими потоками одновременно. То есть, до сих пор большинство приложений, по сути, задействует всего лишь одно ядро. Существуют, конечно, механизмы на уровне операционной системы, которые могут распараллеливать задачи на разные ядра, например, одно приложение загружает одно ядро, другое - второе и т.д. Но на это также требуются ресурсы системы. Но, в общем, оптимизированные программы и игры показывают гораздо большую производительность в многоядерных системах.

В чём измеряется тактовая частота процессора

Единица измерения Герц обычно показывает количество выполнения периодических процессов за одну секунду. Это и стало идеальным решением для того, в каких единицах будет измеряться тактовая частота процессора. Теперь работа всех чипов стала измеряться в Герцах. Ну, сейчас уже − ГГц. Гига - это такая приставка, показывающая, что здесь содержится 1000000000 Герц. За всю историю ПК приставки часто менялись - КГц, затем МГц, и сейчас наиболее актуальна ГГц. В спецификациях ЦП можно встретить и английские аббревиатуры - MHz или GHz. Обозначают такие приставки то же, что и в кириллице.

Как узнать частоту процессора своего компьютера

Для операционной системы Windows существует несколько простых способов, как штатных, так и с помощью сторонних программ. Самый простой и очевидный - щёлкнуть правой кнопкой по значку «Мой компьютер» и зайти в его свойства. Рядом с именем ЦП и его характеристиками будет указана и его частота.

Из сторонних решений можно использовать небольшую, но известную программку CPU-Z. Её лишь нужно скачать, установить и запустить. В главном окне она покажет текущую тактовую частоту. Кроме этих данных, она отображает и много другой полезной информации.

Программа CPU-Z

Какими способами можно увеличить производительность

Для того чтобы , существуют два основных способа: увеличить множитель и частоту системной шины. Множитель - это коэффициент, показывающий отношение базовой частоты процессора к базовому показателю системной шины.

Он устанавливается заводом изготовителем и в конечном устройстве может быть либо заблокирован для изменений, либо разблокирован. Если возможность изменить множитель есть, то значит, можно увеличить и частоту работы процессора, без внесения изменений в работу других компонентов. Но на практике такой подход не даёт эффективного прироста, так как остальные просто не успевают за ЦП. Изменение показателя системной шины приведёт к увеличению значений всех компонентов: процессора, оперативной памяти, северного и южного мостов. Это наиболее простой и эффективный способ разгона компьютера.

Разогнать ПК в целом можно и с помощью повышения напряжения, которое увеличит скорость работы транзисторов ЦП, а вместе с этим и его частоту. Но такой способ довольно сложный и опасный для новичков. Используют его в основном опытные в разгоне и электронике люди.